El circonio ( Zr ) tiene 33 isótopos conocidos en masa que van desde 78 a 110 y 5 isómeros nucleares . Entre estos isótopos, cuatro son estables , 90 Zr, 91 Zr, 92 Zr y 94 Zr, y están presentes en la naturaleza en una proporción de 51/11/17/17 con un radioisótopo natural, el nucleido primordial , 96 Zr que se desintegra al doble. Desintegración β con una vida media observada de 2,0 × 10 19 años. También se sospecha que 94 Zr es débilmente radiactivo, posiblemente decayendo por doble desintegración β a molibdeno 94 , con una vida media superior a 1,1 × 10 17 años, pero esta desintegración nunca se ha observado hasta ahora.
La masa atómica estándar asignada al circonio es 91,224 ± 0,002 u .
De los otros 28 isótopos de circonio, el más estable es 93 Zr, con una vida media de 1,53 millones de años. Los siguientes tienen vidas medias más modestas, 95 Zr (64,02 días), 88 Zr (63,4 días) y 89 Zr (78,41 horas), todos los demás tienen vidas medias de menos de un día.
Los isótopos más ligeros se desintegran principalmente por emisión de positrones (β + ), con la excepción del 88 Zr que se desintegra principalmente por captura de electrones , todos en isótopos de itrio . Los radioisótopos más pesadas (a partir de 93 Zr) decaimiento principalmente por β - caries en los isótopos de niobio , con la excepción de 96 Zr mencionó anteriormente.
El circonio es el elemento más pesado que se puede formar mediante fusión simétrica, a partir de 45 Sc o 46 Ca, produciendo (a través de 90 Mo y dos desintegraciones β) 90 Zr y 92 Zr, respectivamente. Todos los elementos más pesados se forman por fusión asimétrica o durante el colapso de supernovas . Como la mayoría de estos procesos consumen energía, la mayoría de los nucleidos de elementos más pesados que el circonio son teóricamente inestables, por fisión espontánea , pero en la mayoría de los casos la vida media es demasiado larga para ser observada.
El circonio natural está compuesto por los cuatro isótopos estables 90 Zr, 91 Zr, 92 Zr y 94 Zr (se sospecha que este último es muy poco radiactivo) y el radioisótopo primordial 96 Zr. Este decae por doble desintegración β con una vida media observada de 2,0 × 10 19 años; en teoría, puede sufrir una desintegración β simple que nunca se ha observado, sin embargo, con una vida media prevista de 2,4 × 10 20 años.
Isótopo | Abundancia
(porcentaje molar) |
Sección transversal
absorción térmica (granero) |
---|---|---|
90 Zr | 51,45 (40)% | 0,1 |
91 Zr | 11,22 (5)% | 1,58 |
92 Zr | 17,15 (8)% | 0,25 |
94 Zr | 17,38 (28)% | 0,075 |
96 Zr | 2,80 (9)% | 0,05 |
El circonio 89 ( 89 Zr) es el isótopo del circonio cuyo núcleo está formado por 40 protones y 49 neutrones . Es un radioisótopo de desintegración por emisión de positrones (β + ) con una vida media de 78,41 horas. Se produce por irradiación de protones de itrio natural 89. Su principal fotón gamma tiene una energía de 909 keV y el más energético 2.834 MeV.
Se emplea en aplicaciones de diagnóstico especializadas utilizando tomografía por emisión de positrones (PET), por ejemplo, con anticuerpos marcados con circonio 89 (inmuno-PET).
Térmico | Rápido | 14 MeV | |
---|---|---|---|
232 mil | no fisible | 6,70 ± 0,40 | 5,58 ± 0,16 |
233 U | 6,979 ± 0,098 | 6,94 ± 0,07 | 5,38 ± 0,32 |
235 U | 6,346 ± 0,044 | 6,25 ± 0,04 | 5,19 ± 0,31 |
238 U | no fisible | 4,913 ± 0,098 | 4,53 ± 0,13 |
239 Pu | 3,80 ± 0,03 | 3,82 ± 0,03 | 3,0 ± 0,3 |
241 Pu | 2,98 ± 0,04 | 2,98 ± 0,33 | ? |
El circonio 93 ( 93 Zr) es el isótopo de circonio cuyo núcleo está formado por 40 protones y 53 neutrones . Es la más estable de radioisótopos después de 96 Zr, descomposición por β - emisión ( 60 keV ) con una vida media de 1,53 Ma para dar 93m Nb que se desintegra con una vida media de 14 años por energía de baja emisión gamma en 93 Nb, estable. Es una de las radiactividades extinguidas .
93 Zr es uno de los siete productos de fisión de larga duración . Un gramo de 93 Zr puro tiene una radiactividad de 93,06 MBq . Su baja actividad específica y la baja energía de su radiación limitan los riesgos que presenta este isótopo.
El circonio 93 presente en el combustible gastado tiene dos orígenes:
93 Zr también tiene una pequeña sección transversal, 0,7 granero. La mayoría de las fisiones de circonio involucran otros isótopos; el otro isótopo con una sección transversal significativa es 91 Zr (1.24 granero). 93 Zr es un candidato menos atractivo para la eliminación por transmutación que el tecnecio 99 o el yodo 129, por ejemplo. Como su movilidad en el suelo es relativamente baja, la solución adoptada para su gestión suele ser el almacenamiento en una capa geológica profunda .
Símbolo de isótopo |
Z ( p ) | N ( n ) | Masa isotópica (u) | Media vida | Modo (s) de decaimiento |
Isótopo (s)
hijo |
Girar
nuclear |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Energía de excitación | |||||||
78 Zr | 40 | 38 | 77.95523 (54) # | 50 # ms [> 170 ns] |
0+ | ||
79 Zr | 40 | 39 | 78.94916 (43) # | 56 (30) ms | β + , p | 78 Sr | 5/2 + # |
β + | 79 Y | ||||||
80 Zr | 40 | 40 | 79,9404 (16) | 4,6 (6) s | β + | 80 Y | 0+ |
81 Zr | 40 | 41 | 80,93721 (18) | 5,5 (4) s | β + (> 99,9%) | 81 Y | (3/2 -) # |
β + , p (<0,1%) | 80 Sr | ||||||
82 Zr | 40 | 42 | 81.93109 (24) # | 32 (5) s | β + | 82 Y | 0+ |
83 Zr | 40 | 43 | 82,92865 (10) | 41,6 (24) s | β + (> 99,9%) | 83 Y | (1/2 -) # |
β + , p (<0,1%) | 82 Sr | ||||||
84 Zr | 40 | 44 | 83.92325 (21) # | 25,9 (7) min | β + | 84 Y | 0+ |
85 Zr | 40 | 45 | 84,92147 (11) | 7.86 (4) min | β + | 85 Y | 7/2 + |
85m Zr | 292,2 (3) keV | 10,9 (3) s | IT (92%) | 85 Zr | (1 / 2-) | ||
β + (8%) | 85 Y | ||||||
86 Zr | 40 | 46 | 85.91647 (3) | 16,5 (1) h | β + | 86 Y | 0+ |
87 Zr | 40 | 47 | 86,914816 (9) | 1,68 (1) horas | β + | 87 Y | (9/2) + |
87m Zr | 335,84 (19) keV | 14,0 (2) s | ESO | 87 Zr | (1/2) - | ||
88 Zr | 40 | 48 | 87,910227 (11) | 83,4 (3) j | ESTO | 88 Y | 0+ |
89 Zr | 40 | 49 | 88.908890 (4) | 78,41 (12) horas | β + | 89 Y | 9/2 + |
89m Zr | 587,82 (10) keV | 4.161 (17) min | TI (93,77%) | 89 Zr | 1 / 2- | ||
β + (6,23%) | 89 Y | ||||||
90 Zr | 40 | 50 | 89.9047044 (25) | Estable | 0+ | ||
90m1 Zr | 2319 000 (10) keV | 809,2 (20) ms | ESO | 90 Zr | 5- | ||
90m2 Zr | 3589.419 (16) keV | 131 (4) ns | 8+ | ||||
91 Zr | 40 | 51 | 90.9056458 (25) | Estable | 5/2 + | ||
91m Zr | 3167,3 (4) keV | 4,35 (14) μs | (21/2 +) | ||||
92 Zr | 40 | 52 | 91.9050408 (25) | Estable | 0+ | ||
93 Zr | 40 | 53 | 92.9064760 (25) | 1,53 (10) × 10 6 una | β - | 93 Nb | 5/2 + |
94 Zr | 40 | 54 | 93.9063152 (26) | Estable observado | 0+ | ||
95 Zr | 40 | 55 | 94.9080426 (26) | 64.032 (6) d | β - | 95 Nb | 5/2 + |
96 Zr | 40 | 56 | 95.9082734 (30) | 20 (4) × 10 18 a | β - β - | 96 MB | 0+ |
97 Zr | 40 | 57 | 96,9109531 (30) | 16,744 (11) horas | β - | 97m Nb | 1/2 + |
98 Zr | 40 | 58 | 97,912735 (21) | 30,7 (4) s | β - | 98 Nb | 0+ |
99 Zr | 40 | 59 | 98,916512 (22) | 2,1 (1) s | β - | 99m Nb | 1/2 + |
100 Zr | 40 | 60 | 99,91776 (4) | 7,1 (4) s | β - | 100 Nb | 0+ |
101 Zr | 40 | 61 | 100,92114 (3) | 2,3 (1) s | β - | 101 Nb | 3/2 + |
102 Zr | 40 | 62 | 101.92298 (5) | 2,9 (2) s | β - | 102 Nb | 0+ |
103 Zr | 40 | 63 | 102,92660 (12) | 1,3 (1) s | β - | 103 Nb | (5 / 2-) |
104 Zr | 40 | 64 | 103.92878 (43) # | 1,2 (3) s | β - | 104 Nb | 0+ |
105 Zr | 40 | sesenta y cinco | 104.93305 (43) # | 0,6 (1) s | β - (> 99,9%) | 105 Nb | |
β - , n (<0,1%) | 104 Nb | ||||||
106 Zr | 40 | 66 | 105.93591 (54) # | 200 # ms [> 300 ns] |
β - | 106 Nb | 0+ |
107 Zr | 40 | 67 | 106.94075 (32) # | 150 # ms [> 300 ns] |
β - | 107 Nb | |
108 Zr | 40 | 68 | 107.94396 (64) # | 80 # ms [> 300 ns] |
β - | 108 Nb | 0+ |
109 Zr | 40 | 69 | 108.94924 (54) # | 60 # ms [> 300 ns] |
|||
110 Zr | 40 | 70 | 109.95287 (86) # | 30 # ms [> 300 ns] |
0+ |
1 | H | Oye | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Ser | B | VS | NO | O | F | Nació | ||||||||||||||||||||||||
3 | N / A | Mg | Alabama | sí | PAG | S | Cl | Arkansas | ||||||||||||||||||||||||
4 | K | Eso | Carolina del Sur | Ti | V | Cr | Minnesota | Fe | Co | O | Cu | Zn | Georgia | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nótese bien | Mes | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | En | Sn | Sb | Tú | I | Xe | ||||||||||||||
6 | Cs | Licenciado en Letras | La | Esto | Pr | Dakota del Norte | Pm | Sm | Tenido | Di-s | Tuberculosis | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Leer | Hf | Tu | W | Re | Hueso | Ir | Pt | A | Hg | Tl | Pb | Bi | Correos | A | Rn |
7 | P. | Real academia de bellas artes | C.A | Th | Pensilvania | U | Notario público | Podría | Soy | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Maryland | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Monte | Ds | Rg | Cn | Nueva Hampshire | Florida | Mc | Lv | Ts | Og |